[發明專利]一種鍵合結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201911403367.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111106022A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 劉天建;胡杏;占迪
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/488
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

本發明提供一種鍵合結構及其制造方法，在晶圓上鍵合芯片，晶圓的裸片上形成有混合鍵合結構，芯片背面上也預先形成有背連線結構和混合鍵合結構，這樣，通過背連線結構實現芯片中互連結構的電引出，進一步可以通過芯片上的混合互連結構鍵合至裸片上的混合鍵合結構，實現芯片至晶圓的互連。在該方案中，無需在芯片鍵合之后進行填充和研磨大量介質層的工藝，降低制造成本，同時能夠更好地保證芯片間的一致性，具有更好的可實施性。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種鍵合結構及其制造方法。

背景技術

隨著半導體技術進入后摩爾時代，為滿足高集成度和高性能的需求，芯片結構向著三維方向發展，而晶圓級封裝技術得到了廣泛的應用，然而，晶圓級的封裝是整片晶圓的封裝，即使存在失效的裸片也要進行封裝，造成資源的浪費。目前芯片到晶圓的封裝成為另一個研究熱點，而如何在工藝上實現產業化，仍存在很多問題需要解決。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鍵合結構及其制造方法，實現芯片到晶圓的封裝，且具有更好的可實施性。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種鍵合結構的制造方法，包括：

提供底晶圓，所述底晶圓具有陣列排布的裸片，所述裸片表面上形成有混合鍵合結構，混合鍵合結構包括介質鍵合層以及導電鍵合墊；

提供第1至第N芯片，N≥1，從所述芯片的背面預先形成有背連線結構和混合鍵合結構，所述背連線結構分別連接芯片中的互連線以及芯片的導電鍵合墊，且當N≥2時，第1至第N-1芯片的正面還形成有混合鍵合結構且正面的導電鍵合墊連接至芯片中的互連線；

利用混合鍵合結構，在底晶圓的各裸片上依次鍵合第n芯片，以實現芯片與裸片的互連，n從1至N且為自然數。

可選地，第N芯片的正面還形成有襯墊，所述襯墊連接至第N芯片中的互連線。

可選地，各芯片通過晶圓級測試。

可選地，所述導電鍵合墊的材料為銅，所述介質鍵合層的材料包括氧化硅、NDC和或他們的組合。

可選地，芯片的形成方法包括：

提供形成有芯片的待鍵合晶圓；

在待鍵合晶圓的正面鍵合載片；

以所述載片為支撐晶圓，在所述待鍵合晶圓的背面形成背連線結構以及混合鍵合結構；

去除載片；

進行待鍵合晶圓的切割，以獲得鍵合用的芯片。

一種鍵合結構，包括：

底層晶圓，所述底晶圓具有陣列排布的裸片，所述裸片表面上形成有混合鍵合結構，混合鍵合結構包括介質鍵合層以及導電鍵合墊；

第1至第N芯片，N≥1且為自然數，所述芯片的背面上形成有背連線結構和混合鍵合結構，所述背連線結構分別連接芯片中的互連線以及導電鍵合墊，且當N≥2時，第1至第N-1芯片的正面還形成有混合鍵合結構且正面的導電鍵合墊連接至芯片中的互連線，各所述芯片利用混合鍵合結構依次堆疊鍵合在裸片之上。

可選地，第N芯片的正面還形成有襯墊，所述襯墊連接至第N芯片中的互連線。

可選地，各芯片通過晶圓級測試。

可選地，所述導電鍵合墊的材料為銅，所述介質鍵合層的材料包括氧化硅、NDC和或他們的組合。